多环芳烃类化合物在有机材料、光电器件、超分子化学领域都有着广泛的应用。以苯环做为最基本结构单元的多环芳烃，通常是平面的大共轭芳香体系。例如经典的六苯并蔻，是由42个碳原子组成、高度对称的平面芳香结构，其具有纳米级的尺寸，也被称为“超级苯”、 “纳米石墨烯”。近年来，为了发掘结构和性质的多样性，许多研究小组设计并合成了更多非平面的“纳米石墨烯”。通过精准的结构调控，可以得到构型不同的非平面结构，比如碗形、鞍行、螺环等。近日，云南大学的安鹏课题组设计合成了一种新颖的双“螺环-马鞍”杂化的纳米尺寸多环芳烃分子1—3(图1)。

环庚三烯的环张力诱导整个结构呈现了双螺环和双马鞍形的空间结构(图2)。通过晶体结构可以明显看到，化合物1—3都呈现了对称的[5]-苯并螺环结构，螺环的扭转角度在20—25°之间，末端两个苯环形成的二面角在47—53°之间。同时，由于环张力的诱导，整个结构还呈现出双马鞍构型——包含七元环的和不包含七元环组成的两个鞍结构，深度分别在2Å和1Å左右。

由于杂原子七元环这类8π电子非芳香结构的引入，化合物的电子离域呈现出一定的芳香性减弱的性质。以化合物1为例，通过计算可以看到，氮杂䓬结构呈现明显的反芳香性，同时也降低了与它临近的双键的电子云密度。同时，作者也观察到了不同杂原子对光学性质的不同影响，如图3所示，掺杂不同的杂原子，化合物的荧光荧光性质会有一定的改变。

论文信息：

Azepine- or Oxepine-embedded Double Saddle-Helix Nanographenes

Ranran Li, Bin Ma, Run-Ying He, Bin Zhang, Yi-Kang Zhang, Dr. Shi-Yu Feng, Dr. Peng An

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202101365